一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法技术

本发明专利技术提供了一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法，通过计算数据时间判定条件并判断是否超时条件，而后计算压缩判定条件并判断是否满足压缩判定条件，最后根据是否满足条件，保留数据压缩后的一个相量数据点或不保留任何数据，完成数据的实时压缩。本发明专利技术所使用的数据窗长度可随实际应用的需求调整，与其他数据压缩方法需要分钟级长度的数据窗相比具有显著优势；相量的幅值和相位保留与否始终是一一对应的，同时在复数域进行处理，有效避免了两者分别处理导致的误差，降低了数据重建时的误差，有效保留了数据序列的时序性，可以用于相量测量终端的实时数据压缩。

【技术实现步骤摘要】
一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法
本专利技术属于互联电网
，尤其涉及一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法。
技术介绍
互联电网，是将电力系统进行互联，实现一定范围内电力资源的优化配置。在互联电网中，由于组成互联电网的电力系统的动态特性，使得互联电网中存在电力系统的动态安全稳定问题。电力系统同步测量系统(Wide-areaMeasurementSystem，WAMS)的出现为解决大电网动态安全稳定问题提供了极为有利的数据基础。但是，随着互联电网的规模越来越大，同步测量数据的量越来越大，爆发式增加的数据量成为了限制同步测量系统进一步发展和应用的瓶颈。电力系统同步测量系统中，其中一个关键技术是数据压缩。现有技术中，相关专家提出了相关数据压缩算法对电流和电压同步相量数据压缩方法进行改进。专利号为201210044972.1的中国专利，提出了一种适用于电力系统终端设备的实时数据压缩通信方法，通过电力系统测量终端依次计算并判断持续未上传数据时间是否超过极限上传时间及各量测量的变化速率是否超过设定的最大变化速率，根据判断结果决定上传新一批数据或上传空数据包，然后通过电力数据服务器判断是否通信有效，若有效则判定是否接收到新数据。专利号为201210425494.9的中国专利提出了一种适用于广域测量系统的数据压缩通信方法，通过融合对比广域测量系统的最大传输间隔的超时条件、衡量电力系统状态数据的测量值容许误差大小的过滤条件和衡量电力系统状态数据的测量值变化速率容许的误差大小的压缩条件，依次通过超时、过滤、压缩条件判断是否发送数据，从而实现实时数据压缩通信。另外，也有专家提出旋转门压缩算法。上述同步相量数据压缩方法存在以下两方面问题。一方面，同步相量数据压缩方法通常需要很大的数据窗以提供足够多的有效信息并进一步实现数据压缩，而在相量测量终端上进行同步相量数据测量时，同步相量数据的上传间隔通常在十到几百毫秒之间；当同步测量的数据出现剧增时，在相量测量终端不可能积攒分钟级的数据窗供数据压缩使用，从而无法进行数据压缩。因此，以基于小波变换的数据压缩，基于主成分分析方法的数据压缩均需要非常大的数据窗，通常超过180秒以上，这种非常大的数据窗导致这些方法不能用于实时的数据压缩。另一方面，针对同步相量的数据压缩方法是基于实数域的，必须将一个相量的幅值和相位数据序列分别考虑，首先将相量数据分为幅值和相量两部分，然后分别进行相量幅值和相量相位的压缩，直到需要对压缩数据进行恢复重建时再将重建的相量幅值和相量相位重新一一对应；这种方法会导致原本具有严格物理意义的两个量被强制分别处理而难以保持原有的一一对应关系，从而在数据压缩导致的误差之外会产生额外的误差，影响测量精度。
技术实现思路
为了提高互联电网同步相量测量中的数据压缩速率，克服测量精度低的问题，本专利技术提供一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法，所述数据压缩方法所使用的数据窗长度随实际应用需求调整，同时，相量的幅值和相位在复数域进行处理，从而保证相量的幅值和相位在数据压缩过程中始终保持一一对应，降低数据重建时的误差，同时有效保留数据序列的时序性。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。本专利技术提供了一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，计算数据时间判定条件；步骤S2，判断超时条件，若判定为超时，则执行步骤S5，否则，执行步骤S3；步骤S3，计算相量压缩判定条件；步骤S4，判断是否满足相量压缩判定条件，若满足相量压缩判定条件，则执行步骤S6，否则执行步骤S5；步骤S5，保留数据压缩后的一个相量数据点，并对下一次数据压缩判定进行初始化，转入步骤S1；步骤S6，不保留任何数据，对下一次数据压缩判定进行初始化，转入步骤S1。进一步地，所述步骤S1之前还包括：获得一个新的相量数据其中，的模为Vn，幅角为αn。进一步地，所述步骤S1计算数据时间判定条件为持续未保留相量数据的时间dT，具体计算为：根据的时标tn和最近一次数据压缩保留的相量数据的时标ts计算，且dT＝tn-ts。进一步地，所述步骤S2判断超时条件，具体为：比较dT与Tmax，若dT＜Tmax则判定为不超时；若dT≥Tmax则判定为超时；其中，所述Tmax为设定的两个同步相量数据的最大传输间隔。进一步地，所述步骤S3中计算相量压缩判定条件具体为：计算且，其中，为与之间的其他相量数据点的判定条件，相量的模为Vs，幅角为αs，，相量的模为VC,i，幅角为αC,i，对应时标为ti，且s＜i＜n。进一步地，所述步骤S4中判断是否满足相量压缩判定条件具体为：判断所有是否都满足其中，相量为与之间的其他相量数据点，的模为Vi，幅角为αi；对应时标与相同，为ti，s＜i＜n。进一步地，所述步骤S5初始化过程进一步为：保留相量的模为Vi，幅角为αi，即为数据压缩后保留的一个相量数据点，先执行后执行最后发送进一步地，所述步骤S6初始化过程进一步为：令由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法，所使用的数据窗长度可由随实际应用需求调整，数据窗长度通常可取为20毫秒至1秒，相比与其他数据压缩方法分钟级的数据窗长度具有显著优势；所使用的数据压缩判据将相量的幅值和相位一一对应地同时处理，在数据压缩过程中，相量的幅值和相位保留与否始终是一一对应的，保证了相量数据的完整性及其严谨的物理含义；相量的幅值和相位在复数域进行处理将有效避免两者分别处理时的误差在数据重建时进一步导致误差的问题，相比于分别对相量的幅值和相位在实数域进行数据压缩方法，降低了数据重建时的误差；相比与实数域主成分分析方法，由于相量的相位信息已经包含了时序信息，相量主成分分析方法克服了传统实数域主成分分析方法必然忽略数据时序性的缺点，有效保留了数据序列的时序性，可以用于相量测量终端的实时数据压缩中。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1，计算数据时间判定条件；步骤S2，判断超时条件，若判定为超时，则执行步骤S5，否则，执行步骤S3；步骤S3，计算相量压缩判定条件；步骤S4，判断是否满足相量压缩判定条件，若满足相量压缩判定条件，则执行步骤S6，否则执行步骤S5；步骤S5，保留数据压缩后的一个相量数据点，并对下一次数据压缩判定进行初始化，转入步骤S1；步骤S6，不保留任何数据，对下一次数据压缩判定进行初始化，转入步骤S1。

【技术特征摘要】
1.一种用于同步相量数据测量的实时数据压缩方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1，计算数据时间判定条件；步骤S2，判断超时条件，若判定为超时，则执行步骤S5，否则，执行步骤S3；步骤S3，计算相量压缩判定条件；步骤S4，判断是否满足相量压缩判定条件，若满足相量压缩判定条件，则执行步骤S6，否则执行步骤S5；步骤S5，保留数据压缩后的一个相量数据点，并对下一次数据压缩判定进行初始化，转入步骤S1；步骤S6，不保留任何数据，对下一次数据压缩判定进行初始化，转入步骤S1。2.根据权利要求1所述的实时数据压缩方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：获得一个新的相量数据其中，的模为Vn，幅角为αn。3.根据权利要求2所述的实时数据压缩方法，其特征在于，所述步骤S1计算数据时间判定条件为持续未保留相量数据的时间dT，具体计算为：根据的时标tn和最近一次数据压缩保留的相量数据的时标ts计算，且dT＝tn-ts。4.根据权利要求3所述的实时数据压缩方法，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张放，王小君，和敬涵，严英，许寅，吴翔宇，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11